Вещество, энергия, информация - фундаментальные сущности всех явлений нашего мира Информация. - презентация

1 Вещество, энергия, информация - фундаментальные сущности всех явлений нашего мира Информация

2

3 Информация это отражение внешнего мира с помощью знаков и сигналов. Информация нам нужна для того, чтобы принимать правильные решения. Свойства информации: 1.Объективность (не зависит от чьего-либо мнения, суждения). 2.Достоверность (отражает истинное положение дел). 3.Полнота (достаточно для понимания и принятия решения). 4.Актуальность (своевременность) информации - важность, существенность для настоящего времени 5.Понятность (выражена на языке, доступном для получателя) Полезность или бесполезность (ценность) информации. (какие задачи можно решать с ее помощь).

4 Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний Информация – это знания с точки зрения процесса познания. Знание Незнание Чем большим объемом знаний обладает человек, тем больше он ощущает недостаток знаний (мерой границы незнания является длина окружности).

5 Уменьшение неопределенности знаний Пример. Бросание монеты. Перед броском существует неопределенность наших знаний (возможны 2 вероятных события). После броска наступает полная определенность (например, «Орел») – только 1 событие. Это сообщение уменьшает неопределенность наших знаний в 2 раза. 1. Сколько равновероятностных событий существует при бросании равносторонней четырехгранной пирамиды? Ответ: 4 2. Сколько равновероятностных событий существует при бросании шестигранного игрального кубика? Ответ: 6 Чем больше количество возможных событий, тем больше начальная неопределенность и соответственно тем больше количество информации будет содержать сообщение о результатах события.

6 За единицу измерения информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность в 2 раза. Такая единица называется «БИТ»

7 Количество возможных событий N и количество информации I связано формулой N=2 I 1. Каково количество возможных событий, если получено 4 бита информации? Ответ: N=2 4 =16 2. В игре «Крестики-нолики» на поле 8×8 перед первым ходом существует 64 возможных события 64=2 I. Какое количество информации получит второй игрок после первого хода первого игрока? Ответ: 6, т.к 64= 2 6 = 2 I I=6 3. Какое количество информации получит второй игрок после первого хода первого игрока в игре «Крестики-нолики» на поле 4×4? Ответ: а) 8, т.к 8= 2 3 б)128, т.к 128= Каково было количество возможных событий, если после реализации одного из них получено а)3 бита информации, б) 7 бит?

8 Алфавитный подход к измерению информации При хранении и передаче информации в технических системах ее рассматривают как последовательность знаков (букв, цифр, кодов цветов точек изображения…). Набор символов знаковой системы (алфавит) можно рассматривать как различные возможные состояния (события). Если считать, что появление символов в сообщении равновероятностно, то по формуле N=2 I можно рассчитать, какое количество информации несет каждый символ. Пример. В русском алфавите, если не использовать букву Ё количество событий (букв) равно 32. Какое количество информации несет каждый символ? Ответ: I=5, т.к 32= 2 5 Количество информации, которое одержит сообщение, закодированное с помощью знаковой системы, равно количеству информации, которое несет 1 знак, умноженному на количество знаков.

9 1) Какое мин. количество битов понадобиться, чтобы закодировать состояние упавшей монеты? Ответ: 1бит (0 – решка, 1 – орел) 2 1 =2 2) Какое мин. количество битов понадобиться, чтобы закодировать 4 времени года? Ответ: 2 бита (00 – зима, 01 – весна, 10 – лето, 11 - осень) 2 2 =4 3) Какое мин. количество битов понадобиться, чтобы закодировать 8 чудес света? Ответ: 3 бита (000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111) 2 3 =8 4) Какое мин. количество битов понадобиться, чтобы закодировать 32 буквы русского алфавита? Ответ: 5 бит (2 5 =32)

10 Представление и кодирование информации Представление информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками.

11 Кодирование информации – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группу знаков другой знаковой системы Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1). Каждая цифра машинного двоичного кода несет количество информации, равное 1 биту.

12 Кодирование текстовой информации Для кодирования 1 символа требуется 1 байт информации. Если рассматривать символы как возможные события, то по формуле N=2 I можно рассчитать, какое количество различных символов можно закодировать. N= 2 I = 2 8 =256 В настоящее время для русских букв существует 5 различных кодовых таблиц: КОИ8, СР1251, СР866, Мас, ISO. Международный стандарт Unicode отводит на каждый символ 2 байта и можно закодировать N= 2 16 =65536 различных символов.

13 Основная таблица ASCIIРасширенная таблица ASCII S = ) = = ) =

14 Задание1. Закодируйте свое имя по таблице ASCII Выполните взаимопроверку. Поставьте отметку соседу Задание2. Определите объем текстовой информации учебника. Можно ли записать файл с текстом учебника на ГМД? Алгоритм подсчета: 1.Выбрать страницу средней заполненности 2.Подсчитать примерное кол-во символов в строке (К), включая пробелы и знаки препинания. 3.Подсчитать примерное количество строк (С) 4.Посмотреть количество страниц (N) 5.Подсчитать количество байтов: 1байт K C N 6.Перевести в более крупные единицы 7.Сравнить с размером ГМД 8.Записать ответ: (Можно или Нельзя записать файл на ГМД)

15 Кодирование и технология обработки графической информации

16 Преимущества: простота создания и редактирования изображения; возможность создания сложных изображений. Недостатки: искажение при масштабировании, поворотах и отражении; большой объем памяти для хранения закодированного изображения (Объем прямопропорционален площади изображения, разрешению, глубине цвета). Растровое изображение – совокупность точек, используемых для отображения на экране монитора (пикселей). (Геометрия точек)

17 Преимущества: Нет искажения при масштабировании; Простота создания схем, структур; При кодировании храниться не изображение объекта, а координаты точек файлы изображения небольших размеров. Недостатки: ограниченные возможности для создания сложного изображения; множество операций над объектами при создании и редактировании изображения Векторное изображение формируется их графических примитивов (линий, дуг, кривых) (Геометрия кривых)

18 Форматы графических файлов определяют способ хранения информации (растровый, графический); также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Различные программы ГР работают с файлами определенных форматов. Например, простейший ГР Paint умеет читать только BMP, PCX и JPG-файлы. Есть много программ, которые умеют работать с различными форматами. Наиболее популярные форматы: растровых файлов - BMP, GIF, PCX, TIFF, PGN, JPG, JPEG, PSD – «родной» формат PhotoShop векторных - WMF, EPS, CDR

19 Формат Растр. Использование BMP, PCX Рисунки типа аппликации (содержащие большие области однотонной закраски) GIF, PNG, TIFF Для хранения малоразмерных элементов: надписей, миниатюр, значков-ссылок, диаграмм, изображений любого размера, состоящих из больших областей однородной окраски. Для создания несложной анимации. Изображение содержит не более 256 цветов. GIF - для размещении в Интернет(анимация). TIFF - при работе с издательскими системами. JPEGДля эффективного хранения и передачи цветных фотографий с полным набором цветовых оттенков. Для размещении в Интернет. PSD Собственный формат PhotoShop

20 ФорматИспользование WMF, (растр) Универсальный формат векторных графич. файлов для Windows-приложений. Для размещения коллекции графических изображений MS Clip Galltry EPSДля печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах. CDRОригинальный формат в системе обработки векторной графики CorelDraw PSD Собственный формат PhotoShop IMGДля издательских систем, редакторов изображений Windows

21 Для улучшения результатов кодирования следует увеличить кол-во пикселей на ед. измерения (дюйм) – разрешение. Чем больше цветов в изображении, тем больше бит необходимо для кодировании каждой точки

22 ЦветЯркостьКрасныйЗеленыйСиний 1. Черный Синий Зеленый Голубой Красный Фиолетовый Коричневый Белый Серый Сетло-синий Светло-зеленый Светло-голубой Светло-красный Светло-фиолетовый Желтый Ярко-белый1111 Кодирование 16-цветной палитры

23 Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, меняющихся непрерывно. При дискретном – конечное множество значений, меняется скачкообразно. Пример. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задается координатами X,Y. Дискретизация – преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

24 Задача 1. Сколько различных цветов можно использовать для создания изображения, если для кодирования каждого цвета необходимо 4 бита? Ответ: 16 цветов, т.к. 2 4 =16 Задача 2. Для кодирования изображения используется различных цветов. Какова длина кода (глубина) каждого цвета? Ответ: 16 бит, т.к = Задача 3. Сколько различных цветов можно использовать для создания изображения, если для кодирования каждого цвета необходимо 24 бита? Ответ: цветов, т.к =

25 Носители информации Информация всегда связана с материальным носителем. Носитель информации среда для записи и хранения информации. Носителем информации может быть: любой материальный предмет (бумага, камень, дерево, стол, классная доска, звездная пыль, мусор на полу и т. д.); волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна), гравитационная (давление, притяжение) и т. д.; вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа и т. д. Машинные носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски и т. д. Сигнал способ передачи информации. Сигнал физический процесс, имеющий информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным. Аналоговый сигнал сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (плавно меняющееся напряжение, ток или температура). Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени (дискретный не непрерывный). Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны. Аналоговые сигналы используют, например, в телефонной связи, радиовещании, телевидении. Дискретные сигналы Аналоговые сигналы Сигналы светофораИзменение скорости автомобиля Сигналы, несущие текстовую информацию Влажность воздуха (буквы, слова, предложения, символы)Напряжение, развиваемое микрофо- Телеграфная азбука Морзе ном при разговоре перед ним, пении Кардиограммаили игре на музыкальных инструментах